CHIPS 法案背后的想法是減美國對外國芯片制造的依賴。該法案發布后一直在被全球半導體行業人士討論,本文是與華爾街日報負責芯片行業的Don Clark的對話。(成都封裝測試招聘)
通過 CHIPS 和科學法案,拜登政府提供了大約 760 億美元的贈款、稅收抵免和補貼,以激勵制造商進行所謂的回流——實質上是將工廠遷回美國。芯片制造商正在做出回應。自 2020 年以來,超過 35 家公司(其中一些是該領域的最大參與者)已承諾投入近 2000 億美元用于與芯片相關的制造項目。
Don Clark:這是產業政策的一個有趣變化。過去是聯邦政府建的東西,但在這種政策中,他們用公共資金來刺激私人資金。他們這樣做的原因是因為這就是世界各地、亞洲和其他地方的其他政府正在做的事情。這個想法是為了平衡競爭環境。由于補貼和其他因素,在沒有政府支持的情況下,在美國建芯片廠的成本比在國外高出約 30%。所以他們試圖基本上平衡它,所以對于英特爾來說現在可以選擇建造工廠的地方更加具有中立性。
半導體芯片到底是什么?
DonClark:半導體芯片是執行電子產品所需的所有功能的設備。它們存儲數據,將數字相加,將數字相乘。它們可以放大信號。他們可以做一些事情,比如改變電壓。從物理上講,你拿了一大塊硅片,然后用光罩把設計放在每個芯片上,然后把它們分成小正方形或長方形。
硅谷著名的討論是關于摩爾定律的。戈登·摩爾是英特爾的創始人,當他在仙童半導體 工作時,他做出了這樣的預測:公司將以多快的速度縮小每個芯片上稱為晶體管的微小開關元件。他說他們會很快翻一番——每年、每兩年——這幾乎是正確的。芯片是生活中為數不多的變得越來越好的東西之一,而且每一個微小的晶體管都變得越來越便宜。這種微型化是我們今天擁有許多我們認為理所當然的產品的原因。現在平均每輛汽車都有一千多個芯片。他們無處不在。
芯片供應鏈在地理上非常分散,芯片在實際到達最終目的地之前平均可能跨越國界 70 次,因為涉及所有這些不同的參與者。它們在一家工廠制造,在另一家工廠封裝,在另一家工廠測試,然后運送給經銷商。供應鏈非常復雜,其中很多都在中國。
在新的和先進的芯片方面,美國沒有落后。事實上,美國的芯片設計公司收入占全球所有半導體收入的 50% 以上。問題出在制造業。1990 年,美國制造了全球 37% 的芯片。三十年后,這個數字下降到 12%。雖然該國可能設計了一些世界上最先進的芯片,但幾乎所有制造都在國外進行。發生了什么?
Don Clark:這是一個復雜的故事,并不是“我們搬到亞洲是為了廉價勞動力”。首先開始發生的是日本的公司開始制造芯片。在 80 年代,他們開始制造存儲芯片,這是周圍使用最廣泛的芯片之一,然后韓國也進入了這個領域。半導體的制造不是關于廉價勞動力的游戲——它是關于在非常昂貴的機器上的大筆支出。現在,每個工廠的成本為 100 億美元,其中一些單獨的機器成本為 2 億美元,其中一些工廠中有數百臺這樣的機器。這是一場關于金錢的游戲,而不是關于勞動力的游戲。
美國芯片制造業下滑的最大原因或許在于一個人:張忠謀,他出生于中國,后來來到美國,在美國歷史最悠久的半導體制造商之一德州儀器公司工作了 25 年。直到 80 年代,大多數半導體制造商都在自己的工廠設計和制造自己的芯片。但張忠謀看到了削減成本和提高效率的機會。
80 年代后期,他離開了德州成立了臺積電,該公司生產其他公司設計的芯片。臺積電現在是世界上最重要的半導體制造商,為英偉達、蘋果甚至亞馬遜等公司生產先進的芯片。
Don Clark:臺積電生產 90% 以上的先進芯片,這些都是您真正關心的東西。比如蘋果的iPhone,一直采用最先進的臺積電工藝。他們馬上就上了最先進的技術,臺積電是世界上唯一能做到的公司。這是令人擔憂的因素。
據《紐約時報》報道,所有這些都將使美國的芯片產量從 12% 提高到 14%,這似乎令人失望。
Don Clark:這有點悲觀。這還不包括稅收抵免,即最后的 250 億美元。但 12% 的數字并不是重要的數字。一個重要的數字是,現在95%的先進芯片都來自中國臺灣。如果我們達到 20% 的美國制造的先進芯片,那將是一件大事,因為這些是本次討論中真正重要的芯片。
那么現在的障礙是什么?
Don Clark:如果臺積電在美國這里建廠,那可能是使該數字下降的最重要的一件事。半導體制造的其他玩家是三星,這是另一家大型代工服務公司,他們幾乎全部在韓國制造。他們已經在得克薩斯州奧斯汀擁有一家工廠,他們也將投資 170 億美元在得克薩斯州新建一家工廠。曾經在先進芯片生產中領先,但在過去五年中落后的英特爾正在重金追趕。所以這是另一個將減少 95% 數字的因素。
半導體制造需要非常熟練的勞動力來制造這些芯片。這會成為障礙嗎?(成都封裝測試招聘網)
Don Clark:很有可能會。有兩類工人很重要。工廠里有穿著兔子服的真人在操作機器,他們通常有兩年的社區大學學位。但是我們需要各種學科的博士學位。很多這都是化學工程過程,你在晶圓上做的所有事情,但你需要電氣工程師、化學工程師、材料科學家,所有這些人來保持先進的微型化和你需要在芯片上做的所有事情,尋找新材料來制造芯片。
在重要學科中,大約三分之二的博士候選人現在是外國出生的。自特朗普政府以來,這些人在獲得博士學位后很難留在美國。為了投入更多的資金來使我們的教育機構更強大,讓更多的人畢業,我們付出了很多努力。移民難把這些人送回家,在那里,他們開始在其他國家制造芯片。他們中的許多人是中國人并回到了中國。